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          高頻焊接是一種常用的焊接方法，圖1是焊接的原理示意圖。將半徑為r=10cm的待焊接的環(huán)形金屬工件放在線圈中，然后在線圈中通以高頻變化電流，線圈產(chǎn)生垂直于工件所在平面的勻強磁場，磁感應強度B隨時間t的變化規(guī)律如圖2所示，t=0時刻磁場方向垂直線圈所在平面向外。工件非焊接部分單位長度上的電阻R0=1.0×10-3 W×m-1，焊縫處的接觸電阻為工件非焊接部分電阻的9倍，焊接的縫寬非常小，不計溫度變化對電阻的影響。
            
          （1）求環(huán)形金屬工件中感應電流的大小，在圖3中畫出感應電流隨時間變化的i-t圖象（以逆時針方向電流為正）；
            
          （2）求環(huán)形金屬工件中感應電流的有效值；
            
          （3）求t=0.30s內(nèi)電流通過焊接處所產(chǎn)生的焦耳熱．
            
          			
          


			
          

		
          
		
		
	
          
		
          
			
          
				
          
				
          （1）1.0??103A     
            
                        
          （2）816A       （3）1.13??103J
                  
          解析:
          （1）環(huán)形金屬工件電阻為R=2prR0+9??2prR0=20prR0=6.28??10-3Ω
            
          在0-2T/3時間內(nèi)的感應電動勢為
            
          E=＝6.28V
            
          電流為I==1.0??103A
            
          由楞次定律得到電流方向逆時針
            
          I-t關(guān)系圖象如圖4所示.
            
          （2）設(shè)環(huán)形金屬工件中電流的有效值為I效，在一個周期內(nèi)
            
          I效2RT＝
            
          解得：I效=A＝816A
            
          （3）在t=0.30s內(nèi)電流通過焊接處所產(chǎn)生的焦耳熱為
            
          而R'=9??2prR0=5.65??10-3Ω
            
          解得：Q=I2R't＝1.13??103J
          				
          
							
          
			
          
			
          
			
			
          
		
          
	
          

		
          

		





			
          
		
          
		
				
          
				練習冊系列答案
		
          
		
				
			

					
          
				相關(guān)習題
			
          
						
		
          
			
          
				科目：高中物理
				來源：
				題型：
			
          

						
          高頻焊接是一種常用的焊接方法，圖1是焊接的原理示意圖．將半徑為r=10cm的待焊接的環(huán)形金屬工件放在線圈中，然后在線圈中通以高頻變化電流，線圈產(chǎn)生垂直于工件所在平面的勻強磁場，磁感應強度B隨時間t的變化規(guī)律如圖2所示，t=0時刻磁場方向垂直線圈所在平面向外．工件非焊接部分單位長度上的電阻R0=1.0×10-3Ω?m-1，焊縫處的接觸電阻為工件非焊接部分電阻的9倍，焊接的縫寬非常小，不計溫度變化對電阻的影響．

          （1）求環(huán)形金屬工件中感應電流的大小，在圖3中畫出感應電流隨時間變化的i-t圖象（以逆時針方向電流為正）；
          1000
          		6
          3
          =2.449
          （2）求環(huán)形金屬工件中感應電流的有效值；
          （3）求t=0.30s內(nèi)電流通過焊接處所產(chǎn)生的焦耳熱．
          

			
          

			
          
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				科目：高中物理
				來源：
				題型：
			
          

						
          高頻焊接是一種常用的焊接方法,其焊接的原理如圖11所示.將半徑為10 cm的待焊接的圓形金屬工件放在導線做成的1 000匝線圈中,然后在線圈中通以高頻的交變電流,線圈產(chǎn)生垂直于金屬工件所在平面的變化磁場,磁場的磁感應強度B的變化率為焊縫處的接觸電阻為工件非焊接部分電阻的99倍.工件非焊接部分每單位長度(m)上的電阻為R0=10-3π Ω,焊接的縫寬非常小,求焊接過程中焊接產(chǎn)生的熱功率.(取π2=10,不計溫度變化對電阻的影響) 
          圖11
          

			
          

			
          
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				科目：高中物理
				來源：
				題型：
			
          

						
          高頻焊接是一種常用的焊接方法，其焊接的原理如圖所示.將半徑為10 cm的待焊接的圓形金屬工件放在導線做成的1 000匝線圈中，然后在線圈中通以高頻的交變電流，線圈產(chǎn)生垂直于金屬工件所在平面的變化磁場，磁場的磁感應強度B的變化率為πsinωt T/s.焊縫處的接觸電阻為工件非焊接部分電阻的99倍.工件非焊接部分每單位長度上的電阻為R0=10-3π Ω·m-1，焊接的縫寬非常小，求焊接過程中焊接處產(chǎn)生的熱功率.(取π2=10,不計溫度變化對電阻的影響).
            
          

			
          

			
          
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				科目：高中物理
				來源：
				題型：
			
          

						
          高頻焊接是一種常用的焊接方法,其焊接的原理如圖所示.將半徑為10 cm的待焊接的圓形金屬工件放在導線做成的100匝線圈中,然后在線圈中通以高頻的交變電流,線圈產(chǎn)生垂直于金屬工件所在平面的變化磁場,磁場的磁感應強度B的變化率為1 000πsinωt T/s.焊縫處的接觸電阻為工件非焊接部分電阻的99倍,工件非焊接部分每單位長度上的電阻為R0=0.001π Ω·m-1,焊接的縫寬非常小.求焊接過程中焊接處產(chǎn)生的熱功率.(取π2=10,不計溫度變化對電阻的影響)
            
          

			
          

			
          
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				科目：高中物理
				來源：2012屆四川省金堂中學高二下學期期中考試物理試卷（帶解析）
				題型：計算題
			
          

						
          高頻焊接是一種常用的焊接方法，如圖12(a)所示是焊接的原理示意圖．將半徑r＝0.10 m的待焊接的環(huán)形金屬工件放在線圈中，然后在線圈中通以高頻變化電流，線圈產(chǎn)生垂直于工件所在平面勻強磁場，磁場方向垂直線圈所在平面向里，磁感應強度B隨時間t的變化規(guī)律如圖(b)所示．工件非焊接部分單位長度上的電阻R0＝1.0×10－3 Ω·m－1，焊縫處的接觸電阻為工件非焊接部分電阻的9倍．焊接的縫寬非常小，不計溫度變化對電阻的影響．求：
          (1)0～2.0×10－2 s和2.0×10－2 s～3.0×10－2 s時間內(nèi)環(huán)形金屬工件中感應電動勢各是多大？
          (2)0～2.0×10－2 s和2.0×10－2 s～3.0×10－2 s時間內(nèi)環(huán)形金屬工件中感應電流的大小，并在圖(c)中定量畫出感應電流隨時間變化的i—t圖象(以逆時針方向電流為正)．
          (3)在t＝0.30 s內(nèi)電流通過焊接處所產(chǎn)生的焦耳熱．
          

			
          

			
          
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